小脑颗粒细胞轴突起始段的FGF12-Nav1.2/Nav1.6相互作用改变导致PKD的机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81801295
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0913.神经电活动异常与发作性疾病
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Paroxysmal kinesigenic dyskinesia (PKD) is a kind of synaptic disease related to ion channels. The known PKD genes can be verified in about 50% patients. Previous studies have identified FGF12 gene as a novel causative gene of PKD. The result of in vitro experiments by using co-immunoprecipitation and whole-cell patch clamp technique found that FGF12 mutant-Nav1.2/Nav1.6 is uncoupling, which leads to sodium channel currents increased. To further clarify the pathogenesis of truncated FGF12, we will firstly verify the interaction between FGF12 and Nav1.2/Nav 1.6, and then construct a FGF12 silencing model in cerebellar granule cells by shRNA-mediated gene silencing and transgenic technology. The co-localization at the axon initial segment and expression of FGF12, Nav1.2 and Nav1.6 in cerebellar granule cells between different groups were determined at the levels of mRNAs, proteins and cells, respectively. Finally, the whole-cell patch clamp was used to record the current density and kinetic changes of sodium channel. The purpose of this project was to study the effects of interaction changes between FGF12 and Nav1.2/1.6 on the distribution of Nav1.2 and Nav1.6 at the AIS and the neuronal excitability. It is very significant to reveal the pathogenesis of PKD and to find effective preventive and therapeutic methods.
发作性运动诱发性运动障碍(PKD)是一种可能与离子通道密切相关的“突触病”。目前已知致病基因仅在约50%的PKD患者得到验证。课题组前期发现并已成功克隆出新的PKD致病基因FGF12,基于免疫共沉淀和细胞膜片钳实验证明FGF12基因突变后与Nav1.2/Nav1.6失去正常的相互作用,导致钠离子通道电流增加。为进一步明确FGF12截短蛋白的致病机制,本课题拟在多重验证其蛋白相互作用的基础上,采用shRNA基因沉默和转基因技术,在原代小脑颗粒细胞中分别从mRNA、蛋白质和细胞水平检测不同组别间FGF12、Nav1.2和Nav1.6在轴突起始段的共定位、表达变化以及钠离子通道动力学改变。研究FGF12-Nav1.2/Nav1.6的相互作用改变对神经元AIS部位Nav1.2和Nav1.6的分布及神经元兴奋性的影响,对揭示PKD新的发病机理、寻找有效的预防和治疗手段具有极其重要的临床意义。

结项摘要

发作性运动诱发性运动障碍(PKD)的发病机制目前尚不明确,目前已知的致病基因仅在约50%的PKD患者中得到验证。根据基因功能考虑为单纯的突触病(如PRRT2)、离子通道病(如SCN8A、KCNA1)或基底节病变均尚不足以解释PKD发生和终止的整个病理过程。本项目首先基于PKD患者的结构和功能影像学分析,从宏观网络层面揭示了PKD的发生可能与小脑-丘脑-皮层环路功能异常密切相关,其中小脑是关键的起始部位。在前期发现并克隆了新的PKD致病基因FGF12的基础上,采用CRISPR/Cas9技术成功构建了Fgf12 c.472delC点突变小鼠模型。为了进一步明确FGF12截短蛋白的致病机制,在突变小鼠中分别从整体、细胞和分子三个不同层面研究Fgf12-/-、Fgf12+/-和WT三组小鼠间行为学、神经元兴奋性和突变蛋白表达分布的差异。结果发现:1)Fgf12-/-小鼠存在运动障碍样症状,且PTZ致痫阈值明显降低;2)Fgf12基因在小脑浦肯野细胞中高表达,突变后的Fgf12基因在大脑皮层和小脑中的表达量均明显增高;3)脑片钳实验显示Fgf12基因突变后小脑浦肯野细胞的放电频率明显增高,以Fgf12-/-小鼠更为显著;4)细胞膜片钳实验进一步证实神经元兴奋性增高可能与Fgf12增强了Nav1.2和Nav1.6的通道功能密切相关。FGF12突变介导的小脑皮层神经元兴奋性增高及小脑-丘脑-皮层神经环路的结构和功能障碍可能是PKD一个全新的发病机制。这一系列研究成果为PKD深入的致病机制研究提供了新的理论和实验范式,对于开发新的药物治疗靶点和寻找有效的预防和治疗手段亦具有极其重要的临床意义。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Development and validation of a new scoring system for the early diagnosis of tuberculous meningitis in adults
成人结核性脑膜炎早期诊断新评分系统的开发和验证
  • DOI:
    10.1016/j.diagmicrobio.2021.115393
  • 发表时间:
    2021-07-14
  • 期刊:
    DIAGNOSTIC MICROBIOLOGY AND INFECTIOUS DISEASE
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Lu, Yuying;Ma, Caiyu;Liu, Ding
  • 通讯作者:
    Liu, Ding
Worsening CSF parameters after the start of anti-tuberculosis treatment predicts intracerebral tuberculoma development
开始抗结核治疗后脑脊液参数恶化预示着脑内结核瘤的发展
  • DOI:
    10.1016/j.ijid.2020.09.1457
  • 发表时间:
    2020-12-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF INFECTIOUS DISEASES
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Lu, Yuying;Hu, Zhongyang;Liu, Ding
  • 通讯作者:
    Liu, Ding

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其他文献

吕立江运用杠杆定位手法结合脉冲电场治疗青少年特发性脊柱侧弯经验
  • DOI:
    10.13633/j.cnki.zjtcm.2019.01.027
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    刘鼎;吕立江;王玮娃;牛红社;吕智桢
  • 通讯作者:
    吕智桢
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  • DOI:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    周瑾瑕
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杠杆定位手法结合脉冲电场对腰椎间盘突出症患者镇痛效应及IL-1β、TNF-α的影响
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国骨伤
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕立江;毛凌宇;李景虎;杨超;王玮娃;王晟;刘鼎
  • 通讯作者:
    刘鼎

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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